利用無線電爆發找到隱藏的重子

我們日常生活周遭所見的物質，由質子與中子這類重子（baryon，由三個夸克組成的複合粒子）主宰，但在全宇宙的能量占比中不超過5%，超過95%的質能分布由我們還很陌生的暗物質及暗能量組成。不過僅僅是這5%的重子物質，科學家也還沒全部找到。

宇宙中的重子會以恆星、塵埃或氣體等方式呈現，但科學家放眼望去，只找到了這5%的一半。我們對宇宙的了解已經夠少了，少了這一半我們就只能掌握宇宙僅2.5%的總質能。消失的2.5%也許是不發光的黑洞，或者是過於低溫、低密度的星際物質，或者是受到我們還不清楚的機制影響。

現在有研究團隊提出了全新的想法來找尋這些隱藏的重子。利用遙遠的高能脈衝，在通過密度極低的宇宙空間後，其路徑上的重子物質相當於電磁波的介質，會使脈衝頻譜拉寬，產生色散的現象。原理如同陽光通過三稜鏡後分散成七個顏色，根據色散程度可以回推介質的性質。

該團隊為中子星的脈衝及成因還不清楚的快速電波爆發（fast radio burst）」建立測試模型，它們短暫且高能的特性使得色散的效應有可能被測量。特別是快速電波爆發的觀測，科學家近年正快速累積快速電波爆發的觀測樣本，未來或許可以利用這個方法了解隱藏的重子。

【圖：歐洲太空總署；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2020年6月4日出版的《天體物理學報快報》